(57)【要約】  船外機およびその使用方法は一般に、ボートのトランサムに取り外し可能に取り付けられたパワーヘッドと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを含み、船外機は伸縮式駆動シャフトを含み、伸縮式駆動シャフトは、モータに回転可能に接続された第１駆動シャフトセクションと、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフトセクションとを有し、伸縮式駆動シャフトハウジングも含み、伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、ギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供し、こうして推進効率を向上させるために推進中にプロペラを上昇および下降させることができるように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングも含む。
2019519436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを有する船外機であって、前記船外機は、
伸縮式駆動シャフトであって、前記伸縮式駆動シャフトは、前記モータに回転可能に接続された第１シャフトセクションと、前記ギアケースに回転可能に接続された第２シャフトセクションとを有し、前記第２シャフトセクションは前記第１シャフトセクションに摺動可能に連結されている、伸縮式駆動シャフトと、
伸縮式駆動シャフトハウジングであって、前記伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて前記伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、
を備え、
前記伸縮式駆動シャフトおよび前記伸縮式駆動シャフトハウジングは、前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている、船外機。
【請求項２】
前記伸縮式駆動シャフトハウジングは、下部ハウジングおよび上部ハウジングをさらに備える、請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記下部ハウジングはギアケースハウジングをさらに備え、前記ギアケースハウジングは第１下部延長部材を有する、請求項２に記載の船外機。
【請求項４】
前記第１下部延長部材は、第１嵌合式スプラインをさらに備える、請求項３に記載の船外機。
【請求項５】
上部ハウジングをさらに備え、前記上部ハウジングはハウジング内部チューブを有して構成されている、請求項４に記載の船外機。
【請求項６】
前記ハウジング内部チューブは、前記第１嵌合式スプラインとインターレースするように構成された第２嵌合式スプラインをさらに備える、請求項５に記載の船外機。
【請求項７】
前記第１シャフトセクションは第１シャフト内部チューブを有して構成されている、請求項６に記載の船外機。
【請求項８】
前記第１シャフト内部チューブは、第３嵌合式スプラインをさらに備える、請求項７に記載の船外機。
【請求項９】
第２シャフトセクションは、前記第３嵌合式スプラインとインターレースするように構成された第４嵌合式スプラインをさらに備える、請求項８に記載の船外機。
【請求項１０】
前記下部ハウジングおよび前記上部ハウジングは油圧シリンダとして構成され、これによって前記油圧シリンダは、前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの深度調整のために前記上部ハウジングに対して前記下部ハウジングを直線的に伸長または後退させるようにさらに構成されている、請求項９に記載の船外機。
【請求項１１】
前記モータと前記第１シャフトセクションとの間に配置された多段変速機をさらに備える、請求項１０に記載の船外機。
【請求項１２】
静水圧抵抗係数を減少させるように構成された下部ユニットをさらに備える、請求項１１に記載の船外機。
【請求項１３】
前記下部ユニットは、前記モータとは独立して前記伸縮式駆動シャフトハウジングの回転のための手段をさらに備える、請求項１２に記載の船外機。
【請求項１４】
前記モータに接続された排気システムをさらに備え、前記排気システムは水線より上で排出するように構成されている、請求項１に記載の船外機。
【請求項１５】
前記下部ハウジングの第１レッジが前記上部ハウジングの下端に接触する上昇限界と、制御ピストンが前記下部ハウジングの隔壁に接触する低下限界と、をさらに備える、請求項６に記載の船外機。
【請求項１６】
モータと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを有する船外機であって、前記船外機は、
駆動シャフトであって、前記駆動シャフトは、前記モータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、前記ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、駆動シャフトと、
駆動シャフトハウジングであって、前記駆動シャフトハウジングはその内部を通じて前記駆動シャフトを支持するように構成されている、駆動シャフトハウジングと、
を備え、
前記駆動シャフトおよび前記駆動シャフトハウジングは、前記モータを支持するモータ構造とは独立して前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの回転を提供するように構成されている、船外機。
【請求項１７】
前記駆動シャフトハウジングは、第１シャフトハウジング端を回転可能に支持するための第１ハウジング軸受と、前記駆動シャフトハウジングの第２シャフトハウジング端を回転可能に支持するための第２ハウジング軸受とをさらに備える、請求項１６に記載の船外機。
【請求項１８】
前記駆動シャフトハウジングは、それに取り付けられたリングギアをさらに備える、請求項１７に記載の船外機。
【請求項１９】
前記モータに取り付けられた駆動モータをさらに備え、前記駆動モータは、前記リングギアと機械的に結合されたピニオンギアを有する、請求項１８に記載の船外機。
【請求項２０】
前記駆動シャフトおよび前記駆動シャフトハウジングは、前記モータとは独立した前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの伸縮式深度調整のための手段をさらに備える、請求項１９に記載の船外機。
【請求項２１】
前記モータに接続された排気システムをさらに備え、前記排気システムは水線より上で排出するように構成されている、請求項１６に記載の船外機。
【請求項２２】
前記駆動シャフトおよび前記駆動シャフトハウジングは、前記モータを支持するモータ構造とは独立して前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの３６０度の回転を提供するように構成されている、請求項１６に記載の船外機。
【請求項２３】
前記駆動シャフトおよび前記駆動シャフトハウジングは、前記船外機を逆方向に推進するために、前記モータを支持するモータ構造とは独立して前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの１８０度の回転を提供するように構成されている、請求項１６に記載の船外機。
【請求項２４】
モータと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを有する船外機を動作させる方法であって、前記方法は、
伸縮式駆動シャフトであって、前記伸縮式駆動シャフトは、前記モータに回転可能に接続された第１シャフトセクションと、前記ギアケースに回転可能に接続された第２シャフトセクションとを有し、前記第２シャフトセクションは前記第１シャフトセクションに摺動可能に連結されている、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、前記伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて前記伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、それによって前記伸縮式駆動シャフトおよび前記伸縮式駆動シャフトハウジングは前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、前記モータと前記第１シャフトセクションとの間に配置された多段変速機と、を提供するステップと、
時速およそ２０マイル未満の水速を検知するステップと、
低速ギアで前記変速機を動作させるステップであって、前記プロペラシャフトは毎分０からおよそ２，０００回転の間でプロペラを回転させる、ステップと、
前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの前記深度調整を介して前記プロペラシャフトおよび前記プロペラを水線より下に没水させて前記モータを動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項２５】
モータと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを有する船外機を動作させる方法であって、前記方法は、
伸縮式駆動シャフトであって、前記伸縮式駆動シャフトは、前記モータに回転可能に接続された第１シャフトセクションと、前記ギアケースに回転可能に接続された第２シャフトセクションとを有し、前記第２シャフトセクションは前記第１シャフトセクションに摺動可能に連結されている、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、前記伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて前記伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、それによって前記伸縮式駆動シャフトおよび前記伸縮式駆動シャフトハウジングは前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、前記モータと前記第１シャフトセクションとの間に配置された多段変速機と、を提供するステップと、
時速およそ２０マイル超の水速を検知するステップと、
高速ギアで前記変速機を動作させるステップであって、前記プロペラシャフトは毎分２，０００からおよそ８，０００回転の間でプロペラを回転させる、ステップと、
前記ギアケースおよび前記プロペラシャフトの前記深度調整を介して前記プロペラシャフトおよび前記プロペラを水線の近傍にして前記モータを動作させるステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、船外機およびその使用方法に関する。より具体的には、本開示は、回転下部ユニットを有する船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、小型、中型、および大型船舶用の前進または推進システムの最も一般的な電動の方法である。発明者のＯｌｅ  Ｅｖｉｎｒｕｄｅが２気筒モータ（Ｅｖｉｎｒｕｄｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｗｉｎ  Ｏｕｔｂｏａｒｄを略してＥＬＴＯ）を発表して以来、船外機の主要な構成要素はあまり変わっていない。たとえば、船外機は、エンジンまたはパワーヘッドと、排気ハウジング、ギアボックス、および駆動シャフトを収容する中央セクションと、プロペラ、排気ポート、およびスケグを収容する下部ユニットとを含む自己完結型ユニットであり、船外機はトランサムの外側に固定されるように設計されており、トランサムはボートまたは船の船尾に配置されている。推進力を提供するだけでなく、船外機は、その実装部の周りで旋回してボートの推力または推進力の方向を制御するように設計されているので、操舵制御も提供する。船外機は、２ストロークから４ストロークモータへ、２、３、および４気筒モデルから、追加燃料噴射、電子計時、ならびにその他の燃費向上、ローエンドトルク、およびより滑らかな動作のための試みへと進化してきた。
【０００３】
エンジン設計が進化しても、（これらの進化は他の形態の電動輸送から大いに借用されてきた）、現代の船外機は矛盾を抱えており、一世紀にわたってほとんど変化しておらず、最新の大きな進化は（実際は現在問題となっているが）、Ｍｅｒｃｕｒｙ  ＭａｒｉｎｅのＣａｒｌ  Ｋｅｉｋｈａｅｆｅｒが、実質的に全ての現代の船外機に今でも未処理の緩和されていない排気を水環境中に放出させるプロペラハブ排気システムを発明した５０年以上前に起こった。現代の船外機、特に２ストロークモータの不都合の１つは、大量の汚染（特に水中の油）を引き起こす、油とガスの混合物の燃焼の非効率さである。また、２ストロークから４ストロークモータのいずれであれ全ての船外機は、未処理の汚染物質（ガスまたは石油微粒子の形態）をその中央セクションへ、そしてプロペラ排気セクションから水中に直接排出し、水および海洋生物を汚染する。また、現代の船外機の別の不都合として、未処理の騒音公害をその中央セクションへ、そしてプロペラセクションから排出して騒音公害で水を汚染し、海洋生物をその生息地から離れさせ、またはボート騒音から逃れさせ、もしくは混乱させる。水面下での我々の存在の真の影響が認識され始めたのは、ごく最近である（非特許文献１）。
【０００４】
このアプローチの他の不都合は、パワーヘッド、中央セクション、およびプロペラが固定剛性ユニットとして設計されたその固定された構成であり、固定剛性ユニットは、ボートの推力または推進力の方向を制御するため、または船舶の方向制御を提供するために、その実装部の周りで旋回するかまたはその周りで関節接合されている。固定されたパワーヘッド、中央セクション、およびプロペラは、全てのユニットの重量およびトルクをピボットピンおよび操舵装置にかける、こうしてモータのサイズを制限する。言い換えると、ボートを回転させるためには船外機全体を回転させなければならない。操舵のために、単にタイヤを回転させるのではなく自動車の前部全体を左右に動かす必要があると想像してみて欲しい。
【０００５】
変速ギアケースおよび排気マニホールドを水面下でプロペラの前に配置する現代の船外機およびその固定された構成の他の不都合として、これはとてつもない抵抗を作り出し、速度が増加するにつれて、没水下部ユニットの周りに真空ポケットを形成させ始めるのに十分な衝撃波を形成することによって、制御面およびプロペラブレードから水を文字通りブロックし始める。速度が上昇するにつれて、この望ましくない状態は、水が制御面およびプロペラ自体との接触を完全になくす点まで増大する可能性がある。この状態は、下部ユニットを「吹き飛ばす」と称され、高速での船舶の制御を完全に失う可能性がある。また、完全没水スリップ型プロペラは、水が中心から放射状に噴出されて、プロペラユニットの周りで回転する水の竜巻を作り出すため、その周りに強力な渦を発生する。また、放射状に噴出される水は推力も制御も提供せず、したがってエネルギーの完全な無駄である。実際のところ、没水プロペラの渦の中心にはほぼ常に真空ポケットがある。実質的に全ての船外機は、未処理の排気を海洋生息地に放出するためにこの渦に頼っている。しかしながら、回転の速度が増加するにつれて、遠心力が中心の真空の空洞を成長させ、プロペラの回転が２０００ＲＰＭに近づくと真空ポケットはプロペラのブレードに到達するまで成長し、この時点でキャビテーションが発生し始める。キャビテーションは、プロペラブレードに到達する真空のポケットとして定義される。ブレードと接触したときの真空のこのポケットは、これらの状況下ではプロペラがほとんどまたはまったく推力を生じないので、非常に望ましくない状況であり、船舶の制御が低下して、プロペラブレードは、ブレードの表面に蓄積したキャビテーション気泡の磨き落としと共に急速に劣化する。これに加えて、実質的に全ての船外機がこの没水ギアケース内に排気マニホールドを有するという事実は、時速数マイルを超えたどの点でも、水中でこのアセンブリを押すだけの静水圧抵抗が非常に、非常に高いことを意味する。したがって、低速であっても効率的かつ望ましくさえある完全没水プロペラは、高速でも信頼性が高くなる。
【０００６】
長さ５０フィート未満の大部分のボートは滑走型船体であり、これらの船体は、ボートの航行中にボートが水の「上を」歩けるように設計されており、船体を水の「上に」して、ボートはより遠くの目的地までの航行を実用的にする速度を実現することができる。仕事であれ娯楽であれ、行き先にできるだけ早く到達することが常に望ましい。これが、現在の船外機の欠点が極めて明白になるところである。現代のボートは、５０ＭＰＨを超える速度で安全に移動することがかなり可能であるが、しかし燃料効率は２５ｍｐｈを超える速度では信じられないほど急速に悪化する。現代のエンジン技術は、エンジン自体の燃料効率が飛躍的に進歩したものである。しかしながら、上述のような比較的低速では、現在の船外機は、最新の技術的に進歩したエンジンを用いても、劇的に効率を失う。抵抗効率のような文書で裏付けられた要因のため、速度が増加するにつれてある程度の燃料効率は常に失われるが、船外機の場合、トレードオフは容認できないほど深遠である。
【０００７】
船舶が動き始めると、表面下に位置する下部ユニット、排気管、および変速機（ギアボックス）によって静水圧抵抗が生じて、非常に低速であっても、最新の船外機でさえも劇的に非効率的になる。今日の船外機は、単に抵抗に打ち勝つまで動力を追加することによって設計固有の問題を克服し、これに伴って燃料消費、大量の燃料消費を生じる。船外機の性能および汎用性を追求する大型のボートは、エキゾチックで高額な複数エンジンの装備を採用する必要がある。この解決策は、複数の制御装置および支持装置の重量および複雑さに加えて、水を通じて寄生下部ユニットのうちの２つ以上を押さなければならないため、コスト高であり本質的に非効率的である。このような船外機は、細長いプロファイルを有する。
【０００８】
現代の船外機の他の不都合は、その実際の性能が、実際に電力を推力に変換するシステム内の効率の悪さによって制限されることである。中型から大型の漁船のほとんどは、時速６０マイルを超えられず、１ガロンあたり３マイル未満である。性能の向上は、コストに打撃を与える。通常は複数の船外機エンジンであり、測定された燃料マイレージは１ガロンあたり１マイル未満である。これは事実であり、２５ＭＰＨ以下で動作する小型４ストロークボートには１０ＭＰＧに達することができるものもあるが、これらの船舶がほんの少し高速になると、燃料マイレージは急激に悪化する。ほんの一部を除いては、標準サイズの漁船の全ては平均して一桁の燃費である。デュアルエンジンを有する１７フィート以上のボートまたは毎時５０マイルを超えて動作するボートは１ＭＰＧ未満に低下することが最も多く、数百万人によって水上交通に使用されるボートである、船外機を動力とするボートは、これまでに考案された交通手段の最も非効率的な形態の１つとなっている。
【０００９】
現代の船外機の他の不都合は、トルク変換器および変速機として動作するプロペラを有するほとんど唯一の前進ギアを有することである。自動車が低速ギアに引っかかってしまうか、または高速で発進すると、いずれの場合も結果的に性能が非常に悪くなり、燃料効率も下がることを想像して欲しい。このようにして使用されると、プロペラは低速スリップと高速推力との間で妥協しなければならず、その結果、特に良くもないユニットと、２５ＭＰＨを超える速度で動作したときに非常に非効率的になるボートをもたらす。
【００１０】
現在の船外機は、水中で「スリップ」するのにプロペラに依存しており、これにより「流体結合」作用を持たせ、ある種の「トルク変換器」効果は、一般的な海洋推進システムおよび特に船外機を、プロペラ自体以外の開発がほとんどないことに合わせるのに役立ってきた。
【００１１】
Ａｒｎｅｓｏｎサーフェスドライブ（ｓｕｒｆａｃｅ  ｄｒｉｖｅ）などの高速駆動装置は、プロペラブレードが水面を割ることができるように設計された船舶用の特殊な推進力ユニットであり、これらは半没水プロペラと称される。サーフェスドライブは、完全没水プロペラを有する標準的なプロペラ駆動システムのように、ギアケース全体を水にさらすものではない。これらの駆動装置は、高速で著しい性能および効率向上をもたらす。しかしながら、これらのサーフェスドライブに対する大きな不都合は、これらが高額であってエンジンを船舶上に（内に）搭載する必要があるため、主に大型船舶に限定されていることであり、したがってこれらの素晴らしいユニットは、高性能高速ボート、性能ヨット、および軍用または沿岸警備用ボートなど、カスタムまたは特殊動力ボートでしか利用されない。また、プロペラブレードは、没水プロペラで見られる低いプロペラ速度で大きな推力を発生するために水と接触する大きなブレード表面積がないため、サーフェスドライブは、ドッキングなどの低速操作性をより困難にする。したがって、これらの装備は通常、港のような狭い場所でのドッキングおよび操作のために別個の低速スラスタの使用を必要とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｓｏｎｉｃ  Ｓｅａｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、パワーヘッドの周りで旋回し、モータ排気を処理し、水および雑音毒性水質汚染排出物を何マイルにもわたって大気中に排出することなく大気に排出するための中央セクションおよび／またはプロペラを含む特徴の組み合わせを可能にし、プロペラ深度を半没水まで持ち上げて、高速および低速のそれぞれ両方において推進力効率を向上するために推進中は完全没水プロペラまで下げることを可能にし、静水圧抵抗を低下させる原因を低減するために下部ユニットおよびギアボックスサイズを縮小するように機能し、こうして船外機の性能および燃料効率を向上させる船外機、およびその使用方法の必要性があることは、容易に明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
簡単に説明すると、例示的実施形態において、本開示は、上述の不都合を克服し、一般的に船外機およびその使用方法の認識された必要性を満たすものであり、ボートのトランサムに取り外し可能に取り付けられたパワーヘッドと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを含み、船外機は以下の特徴の組み合わせを含み：中央セクションおよび／または下部ユニット（ギアケース、プロペラシャフト、およびプロペラ）が、パワーヘッドの周りで独立して３６０°回転し、こうして操舵機構からモータ重量およびトルクを除去するように構成されており；水および騒音公害および水中への有毒排出物を除去して大気中に排出する前に、触媒コンバータを介して廃棄を処理し、伸縮式駆動シャフトであって、伸縮式駆動シャフトは、モータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、プロペラ深度を半没水まで持ち上げて推進中に完全に没水するまで下げられるようにするためにギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供し、こうして高速および低速のそれぞれ両方で推進効率を向上させるように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、プロペラシャフトおよびプロペラの毎分の高速回転を可能にするための多段変速機と、プロペラが水面を破るのに対して有害な高温の有毒一酸化炭素およびその他の石油副産物が何マイルにもわたって拡散するので、水環境中に大量の酸素を注入または溶解する半没水プロペラと、も含む。
【００１５】
これは、熱、乱流、および真空によって強化され、プロペラに内在する現在の設計とは対照的に、有毒な一酸化炭素およびその他の石油副産物を排出、設計、および溶解し、その後この汚染物質を何マイルにもわたって拡散する。
【００１６】
その主要な態様によれば、概して、その例示的な形態における本開示は、モータと、プロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースとを有する船外機および使用方法であり、船外機は、伸縮式駆動シャフトであって、伸縮式駆動シャフトはモータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、伸縮式駆動シャフトハウジングはその内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、を含み、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、モータを支持するモータ構造から独立して３６０度の回転と、これにより中央セクションおよび／またはプロペラがパワーヘッドの周りで旋回できるようにする機能とを提供し、モータ排気を処理して水および水中への騒音公害放出を除去して大気中に放出し、下部ユニットおよびギアボックスサイズを縮小し、静水圧抵抗を低下させる原因を低減するためにこれを表面まで持ち上げ、こうして船外機の燃料効率を向上させるように構成されている。
【００１７】
船外機およびその使用方法の例示的実施形態では、モータおよびプロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースを有する船外機を含み、船外機は、伸縮式駆動シャフトであって、伸縮式駆動シャフトはモータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、伸縮式駆動シャフトハウジングは、その内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、を含み、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、ギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている。
【００１８】
さらなる例示的実施形態において、船外機およびその使用方法は、モータおよびプロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースを有する船外機を含み、船外機は、駆動シャフトであって、駆動シャフトはモータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、駆動シャフトと、駆動シャフトハウジングであって、駆動シャフトハウジングは、その内部を通じて駆動シャフトを支持するように構成されている、駆動シャフトハウジングと、を含み、これにより、駆動シャフトおよび駆動シャフトハウジングは、モータを支持するモータ構造から独立して３６０度の回転を提供するように構成されている。
【００１９】
モータおよびプロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースを有する船外機を動作させる、船外機およびその使用方法のさらに別の例示的実施形態において、方法は、伸縮式駆動シャフトであって、伸縮式駆動シャフトはモータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、伸縮式駆動シャフトハウジングは、その内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、ギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、モータと第１駆動シャフト端との間に配置された多段変速機と、を提供するステップと、時速およそ２０マイル未満の水速を検知するステップと、変速機を低速ギアで動作させるステップであって、プロペラシャフトは毎分０からおよそ２，０００回転の間でプロペラを回転させる、ステップと、ギアケースおよびプロペラシャフトの前記深度調整を介してプロペラシャフトおよび前記プロペラを水線未満に没水させてモータを動作させるステップと、を備える。
【００２０】
モータおよびプロペラシャフトに回転可能に接続されたギアケースを有する船外機を動作させる、船外機およびその使用方法のさらに別の例示的実施形態において、方法は、伸縮式駆動シャフトであって、伸縮式駆動シャフトはモータに回転可能に接続された第１駆動シャフト端と、ギアケースに回転可能に接続された第２駆動シャフト端とを有する、伸縮式駆動シャフトと、伸縮式駆動シャフトハウジングであって、伸縮式駆動シャフトハウジングは、その内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、これにより、伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、ギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供するように構成されている、伸縮式駆動シャフトハウジングと、モータと第１駆動シャフト端との間に配置された多段変速機と、を提供するステップと、時速およそ２０マイル超の水速を検知するステップと、変速機を高速ギアで動作させるステップであって、プロペラシャフトは毎分およそ２，０００から８，０００回転の間でプロペラを回転させる、ステップと、ギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を介してプロペラシャフトおよびプロペラを水線付近にしてモータを動作させるステップと、を備える。
【００２１】
船外機およびその使用方法の特徴は、触媒コンバータ、サイレンサ、マフラー、またはその他のガスまたは微粒子低減装置および／または雑音低減装置を通じて処理済みの触媒化された排気を排出し、その後高温の毒性有害化学物質およびガスで水環境を汚染することも騒音公害で海洋生物をその生息地から離れさせたり何マイルにもわたって拡散したボート排気騒音公害から逃れさせたりすることなく、処理済み排気を大気中に放出する能力である。雑音も排気も水中に放出されることはない。したがって、科学が現在期待されるものとして、水環境中で雑音発生装置を動作させる悲惨な影響を排除するのに役立つ。
【００２２】
船外機およびその使用方法の別の特徴は、排気管、配管、または排気マニホールドが半没水下部ユニットまたはギアケースから取り外されているため、小型の下部ユニット、ギアボックス、および／またはプロペラを提供する能力であり、したがってより小さいまたは小型の下部ユニットは、大型排気構成の下部ユニットと比較して、静水圧抵抗係数が小さくなる。
【００２３】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、中央セクションおよび／または下部ユニットと、プロペラハウジングと、駆動シャフトと、駆動シャフトハウジングおよび／またはギアケースと、パワーヘッドから独立して開店する中央セクションおよび／または下部ユニットを作成し、こうして３６０度ボートの推力または推進力の方向を制御し、または船舶の方向制御を提供し、こうして操舵機構からモータ重量およびトルクを除去することによって、ボートトランサムに対して船外機全体を旋回させるのではなく、パワーヘッドから独立して３６０度回転する（パワーヘッドを下部ユニットから切り離す）プロペラと、を提供する能力である。
【００２４】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、伸縮式駆動シャフトハウジングを介して低速の完全没水プロペラと高速の半没水プロペラとの間でプロペラまたはプロペラシャフトの高さを垂直に調整する能力であり、伸縮式駆動シャフトハウジングはその内伸縮式駆動シャフトおよび伸縮式駆動シャフトハウジングは、内部を通じて伸縮式駆動シャフトを支持するように構成されており、これにより、プロペラ深度を半没水まで持ち上げて推進中に完全に没水するまで下げられるようにするためにギアケースおよびプロペラシャフトの深度調整を提供し、こうして高速および低速のそれぞれ両方で推進効率を向上させるように構成されている。その名の通り、このプロペラは、表面下に突き刺さる渦、または水の柱を作り出す代わりに、一度に１つのブレードを水中に浸漬させながら、または一度に１つのブレードを水線に穿通させながら水面を効果的に走り、半没水プロペラは文字通り水上を横切って漕ぎ進む。
【００２５】
これは驚くべき違いである。あひるが水から上がるのを観察し、その足に注目すると、半没水の足によって空気を掴みやすくなり、水面を漕いで渡るのに役立つ。もう１つの例はローイングスカルであり、舵手が号令をかけると、漕ぎ手チームはパドルを水中に付けて引き、すると漕ぎ手のパドルの動き１インチに対してローイングスカルがほぼ１インチ動くのがわかるだろう。パドルが動くとボートも動き、非常にわずかなスリップで、非常に効率的である。半没水プロペラも、文字通り水面を漕いで渡り、ほとんど同じことをする。水面の非常に近くを走ることによって渦が解消され、次のブレードが新鮮な「一口」の水を得られるようにする。文字通り「パドリング」するが、毎秒２５０回など実際には非常に速くパドリングしている。この半没水プロペラ設計の利点は、高速では不可欠である。しかしながら低速および重負荷では、静止状態からより大きな推力を発生する能力のため、水プロペラははるかに望ましく、こうして両方の動作モードを単一のユニットに統合する。
【００２６】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、排気マニホールドのないより小さいまたは小型の下部ユニットを利用して実現される燃料効率と、高速半没水上昇プロペラ設計の二重に効率的な動作モードと、重負荷の下での低速下降または没水プロペラ推力である。
【００２７】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、より早いボート速度を実現するために上昇可能な高速半没水プロペラと結合したプロペラシャフトおよびプロペラの毎分の高速回転を可能にするための多段変速機を介した複数の高速前進ギアの適用である。
【００２８】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、逆方向にプロペラを回転させる後退ギアの必要性を排除する能力である。むしろ、ボートを逆に１８０度回転して引くかまたは押すために、３６０回転下部ユニット、プロペラハウジング、駆動シャフトおよび／またはギアケース、ならびにプロペラを利用する。
【００２９】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、今度の環境保護庁（ＥＰＡ）の大気浄化法および／またはカリフォルニア大気資源委員会の船用エンジン汚染および排出基準を満たす能力である。
【００３０】
また、ＥＰＡは、有機体およびその使用を低ＤＯ条件の悪影響から保護するために、淡水、塩水、および汽水、下水および工業廃水などの液体の同じ水塊への放出の溶存酸素（ＤＯ）基準を公開した。栄養素（たとえば、窒素およびリン、ならびにその他の酸素要求生物学的廃棄物）を含む大量の流出液を受け取る湖、小川、河川、および沿岸水域にとって低酸素状態（低溶存酸素）は重大な問題なので、同庁はこれらの基準を開発した。水系における過剰な栄養素は藻類の成長を刺激し、これがひいては健康な魚類、貝類、およびその他の水生生物の個体群を維持するために必要な酸素を使い果たしてしまう。
【００３１】
湖、小川、河川、および沿岸水域のためのＥＰＡの環境監視評価プログラム（ＥＭＡＰ）は、５ｍｇ／Ｌ未満の溶存酸素濃度に曝されている領域を示している。長期にわたる５ｍｇ／Ｌ未満のＤＯは、多くの魚類、貝類、およびその他の水生生物の個体群の幼生期に害を及ぼす可能性がある。
【００３２】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、湖、小川、河川、および沿岸水域に大量の酸素（ＤＯ）を抽出または溶解させるその高速半没水プロペラであり、動作中の大気中への処理済み排気のその放出は、何マイルにもわたって拡散した有害な高温の有毒一酸化炭素およびその他の石油副産物の水中放出に対して溶存酸素レベルを引き上げるのを助ける。
【００３３】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、およそ２０〜２５ＭＰＨを超える速度またはボートまたは船を平面上に配置することが可能な０〜２，０００ＲＰＭのプロペラ速度での速度設定点まで重負荷のボートまたは船を推進するための深度または水中のプロペラを用いるその効率的な作業である。
【００３４】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、およそ２０〜２５ＭＰＨまたはボートまたは船を平面上に配置することが可能な２，０００〜８，０００ＲＰＭ以上のプロペラ速度での速度設定点まで重負荷のボートまたは船を推進するために半没水のプロペラを用いるその効率的な作業である。
【００３５】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、伸縮式下部ユニットの追加によって単一のエンジンが有することができる処理能力量に対して実質的に制限がないこと、および低くて広いプロファイルである
【００３６】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、環境的特徴が著しく低減された単一のエンジンであり、実質的に無制限の処理能力は、はるかに大きい船舶への船外機のとてつもない補償を可能にする。
【００３７】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、低くて広いプロファイルを提供する能力であり、こうしてトランサムのより広いセクションにわたってモータ重量およびトルクを拡散し、ボートまたは船の全体的な安定性を促進する。
【００３８】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、船外機の燃料効率を促進する静水圧抵抗を低減するための小型プロファイル「レーシングスタイル」下部ユニットを提供する能力である。
【００３９】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、半没水プロペラを介して酸素および／または溶存酸素を水に添加する能力である。
【００４０】
船外機およびその使用方法のさらに別の特徴は、船用モータが水と接触する新規な方法を提供する能力である。
【００４１】
船外機およびその使用方法のこれらおよびその他の特徴は、添付図面を参照して読んだときに、上記の概要および以下の図面の簡単な説明、その例示的実施形態の詳細な説明、および請求項から当業者にとってより明らかとなるだろう。
【００４２】
本船外機およびその使用方法は、添付図面を参照して好適な選択された代替実施形態の詳細な説明を読めばより良く理解され、図中、全体を通して類似の参照番号は類似の構造を示して類似の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術の船外機の側面図である。
【図２】船外機およびその使用方法の例示的実施形態の側面図である。
【図３】図２による、駆動シャフトハウジング下部ユニットの例示的実施形態の側面図である。
【図４】図２による、駆動シャフトハウジング上部ユニットの例示的実施形態の側面図である。
【図５】図２による、伸縮駆動シャフトおよび伸縮駆動シャフトハウジング下部および上部ユニットの例示的実施形態の側面図である。
【図６】図２による、伸長した没水線が示された、伸縮駆動シャフトおよび伸縮駆動シャフトハウジング下部ユニットおよびプロペラを有する船外機の例示的実施形態の側面図である。
【図７】図２による、プロペラが水線に半没水するまで後退して示された、伸縮駆動シャフトおよび伸縮駆動シャフトハウジング下部ユニットおよびプロペラを有する船外機の例示的実施形態の側面図である。
【図８】図２による、駆動シャフトハウジングおよび下部ユニットを３６０度回転させた伸縮駆動シャフトおよび駆動シャフトハウジング下部ユニット、ならびにボートを逆方向に推進するために１８０度回転したプロペラを有する船外機の例示的実施形態の側面図である。
【図９】図２による、駆動シャフトハウジングおよび下部ユニットを３６０度回転させた伸縮駆動シャフトおよび駆動シャフトハウジング下部ユニット、ならびにレーシングスタイル下部ユニットを有する船外機の例示的実施形態の背面図である。
【図１０】ボート速度に基づくプロペラシャフトの制御された深度調整方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
ここで図１を参照すると、船外機１０などの従来技術による船外船用モータが示されている。船外機１０は、垂直方向ではセクション１１として指定される、パワーヘッド２０などのエンジンまたはモータと、排気ハウジング２５を包含するセクション１２として指定される中央セクションと、駆動シャフトと、を含む自己完結型ユニットであり、セクション１３として指定される大きな「内反足」下部ユニットは、プロペラ２３と、排気ポートまたは排気マニホールド２６と、水底の岩屑からプロペラを保護するためのスケグ２４と、を包含する。垂直方向でセクション１１として指定されたパワーヘッド２０および／またはセクション１２として指定された中央セクションは共に、ボートまたは船の船尾に位置するトランサムＴの外側に取り外し可能に取り付けられた単一ユニットを形成する。垂直方向でセクション１１として指定されたパワーヘッド２０、セクション１２として指定された中央セクション、およびセクション１３として指定された下部ユニットは共に、単一または固定ユニットを形成する。船外機１０、単一または固定ユニットは、操舵アーム２１などの回動機構を介してボートまたは船の操舵制御を可能にするために、トランサムＴに対して旋回＆回転機構Ｐ＆Ｒの中心（図示）の片側に約４５度回転Ｒ（回転Ｒ）させ、こうしてボートの推力または推進力の方向を制御する。船外機１０、単一または固定ユニットは、水線ＷＬに対して上方または水線ＷＬよりも上へのセクション１２として指定された中央セクションおよびセクション１３として指定された下部ユニットの持ち上げまたは上昇を可能にするために、トランサムＴに対して旋回＆回転機構Ｐ＆Ｒの周りで約９０度旋回Ｐする。このため、船外機１０，単一または固定ユニットは、回転機構ＲＭの中心の片側で約４５度未満の回転Ｒに制限されている。
【００４５】
さらに、固定されたセクション１１、セクション１２、およびセクション１３のこの単一ユニットは、全モータトルクおよび重量をモータ旋回および操舵機構にかけるので、パワーヘッド２０のサイズを制限する。さらにまた、単一または固定ユニットは非常に限られた可動域でプロペラ２３を配置し、エンジンアセンブリ全体の運動でプロペラを効率的に上昇または下降させる必要があり、このためプロペラの位置を水線ＷＬの下に効率的に制限し、そこでプロペラ２３およびセクション１２として指定された中央セクションの一部は水中を非効率的に引きずられまたは押されて、高速で回転するプロペラ２３の前に抵抗および圧縮型衝撃波を作り出す。
【００４６】
パワーヘッド２０からのモータ排気Ｅは、セクション１２として指定された中央セクションを通ってセクション１３として指定された下部ユニット内まで排気導管２５を移動し、そこで有毒ガス、油、および騒音公害を含む排気Ｅは、排気ポートまたは排気マニホールド２６を通じて水線ＷＬの下の水中に出て、大量の汚染物質（特に油、残留物、炭素ガス、および雑音）を水中に直接排出させて水および海洋生物環境を汚染し、雑音から逃げる海洋生物を放散させる。
【００４７】
図２から図１０に示されるように、本開示の例示的実施形態を記載する際に、明確さのために特定の用語が採用される。しかしながら、本開示はそのように選択された特定の用語に限定されるよう意図されるものではなく、各特定の用語が、類似の機能を実現するために類似の方法で動作する全ての技術的同等物を含むことは、理解されるべきである。しかしながら、請求項の実施形態は、多くの異なる形態で実現されてもよく、本明細書に明記される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。本明細書に明記される例は非限定例であり、他の可能な例の中の単なる例である。
【００４８】
ここで図２を参照すると、限定ではなく例として、船外機１００などの例示的実施形態の船外船用モータが示されている。船外機１００は、ボートまたは船の船尾に位置するトランサムＴの外側に取り外し可能に取り付けられてもよい。本明細書では、船外機１００は、水線ＷＬに対して下方にまたは水線ＷＬの上で上方に、セクション１２として指定された中央セクションおよびセクション１３として指定された下部ユニットの傾斜または旋回を可能にするために、トランサムＴに対する上部構造ＳＳなどのモータ構造を有する旋回機構ＰＭの間和知でおよそ９０度旋回Ｐできることは、理解される。本明細書では、船外機１００は、図１に示されるもののようにトランサムＴに対して回転機構ＲＭの周りで回転Ｒ（回転Ｒ）しないことが、認識される。
【００４９】
船外機１００は、コンピュータまたはエンジン制御ユニット１１２、燃料噴射システム１１４、エンジン排気マニホールドおよび排気配管１１６、ターボチャージャまたはマルチターボチャージャ１１８、水対空気中間冷却器１２０、エンジン水および中間冷却器を冷却するための熱交換器１２２、駆動係合クラッチありまたはなしの前進後退変速機１３０、駆動シャフトおよび／または駆動シャフトハウジング１３２、ギアケースおよびギアケースハウジング１３４、プロペラシャフト１３６、およびプロペラ１３８などのサブシステムを有する、パワーヘッド、エンジン、またはモータ１１０などの、ブロック図に示されるような標準的な船外機の特徴、システム、および機能を含むことができる。
【００５０】
また、船外機１００は、今度の環境保護庁（ＥＰＡ）の大気浄化法および／またはカリフォルニア大気資源委員会の船用エンジン汚染および排出基準を満たすために、上記水線ＷＬがテールパイプ１２４から大気Ａ中に放出する前に、モータ１１０から放出された有害な排気化合物を捕捉するかまたは無害のまたは害の少ない化合物に変換するためにエンジン排気マニホールドおよび排気配管１１６に接続された、触媒コンバータ、サイレンサ、マフラーシステムなど、排気システム１４０を含んでもよい。触媒化された排気を大気Ａ中に放出することで、１）水線ＷＬの下で放出される騒音公害を低減して、結果的に水媒体中を移動する過剰な騒音公害による海洋および水生生物の放散を減少させ、２）水線ＷＬ上に石油生成物の表面膜蓄積物をもたらす、水線ＷＬの下での有害ガス、化合物、および燃焼していないかまたは部分的に燃焼した石油燃料および油を包含する未処理の排気の放出を低減する。
【００５１】
再び図２を参照すると、限定ではなく例として、独立してまたはモータ１１０に対してセクション１２として指定された中央セクションおよびセクション１３として指定された下部ユニットなどの駆動シャフトハウジングの分離するための（または独立した回転ＲＩを可能にするための）内部部品の３６０度の回転を有する（または回転する、回転している、または回転的ＲＩ）船外機１００などの、例示的実施形態の船外船用モータが示されている。セクション１２として指定された中央セクションは、第１シャフトハウジング端または上部中央セクション端１２．１と、第２シャフトハウジング端または下部中央セクション端１２．２とを含んでもよい。駆動シャフトハウジング１３２、駆動シャフト、および／またはセクション１３として指定された下部ユニットを拘束し、それに対してモータ１１０、変速機１３０、支持体、エンジン搭載ハードウェア、モータ構造、または上部構造ＳＳおよび／またはトランサムＴを３６０度回転ＲＩさせることを可能にするために、上部中央セクション端１２．１に近接して配置された第１ハウジング軸受または上部中央セクション軸受１５２Ａ／Ｂおよび下部中央セクション端１２．２に近接して配置された第２ハウジング軸受または下部中央セクション軸受１５４Ａ／Ｂなど、セクション１２として指定された中央セクションが最大３６０度回転できるようにするために、セクション１２として指定された中央セクションは、変速機１３０またはモータ１１０と駆動シャフト１３２との間の回転継手または連結器１５０と、可動部品間の低摩擦抑制機構とを含んでもよい。
【００５２】
駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニットの回転を制御するために、駆動シャフトハウジング１３２は、駆動シャフトハウジング１３２に形成、取り付け、または取り外し可能に取り付けられたリングギア１６２などのカラーまたは成形ギアを含んでもよい。リングギア１６２は、ピニオンギア１６６などの駆動ギアと機械的に接続されてもよい。ピニオンギア１６６は、駆動モータ１６４など、圧縮空気または油圧モータまたは電動モータなどを介して、いずれかの方向に機械的に回動または回転することができる。本明細書では、駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニットの制御された回転が認識され、駆動シャフトハウジング１３２はいずれの従来型構造であってもよい。
【００５３】
本明細書では代わりに、リングギア１６２は、駆動シャフトハウジング１３２に取り付けまたは取り外し可能に取り付けられたカラーであってもよく、１つ以上の機械的アームまたは部材またはケーブルは、リングギア１６２または駆動シャフトハウジング１３２としてカラーの側面または対向面に回転可能に取り付けられてもよく、１つ以上の機械的部材（図示せず）操舵ロッドなど）は、直線運動して、リングギア１６２または駆動シャフトハウジング１３２がそれに対してモータ１１０、変速機１３０、上部構造ＳＳ、および／またはトランサムＴを３６０度回転ＲＩさせるように構成されていることが、考えられる。
【００５４】
本明細書では代わりに、ベルト１６２が駆動シャフトハウジング１３２に対して取り付けまたは取り外し可能に取り付けられてもよく、プーリ１６６が駆動モータ１６４によって回転してモータ１１０、変速機１３０、上部構造ＳＳ、および／またはトランサムＴに対して駆動シャフトハウジング１３２をおよそ３６０度回転ＲＩさせてもよいことが、さらに考えられる。本明細書では、１１０、変速機１３０、上部構造ＳＳ、および／またはトランサムＴに対して駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニットをおよそ３６０度回転ＲＩさせるように構成された、当業者にとって周知の他の回転または操舵手段も本明細書に含まれることが、考えられる。
【００５５】
パワーステアリングアセンブリ１６０の動作中、駆動モータ１６４の回転はピニオンギア１６６を回転させ、これがリングギア１６２を回転させ、これが駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニット、特にプロペラ１３８を回転ＲＩさせる。したがって、駆動モータ１６４の回転は、機械的に結合したセクション１３として指定された下部ユニットの操舵回転、特にプロペラ１３８およびその周りの３６０度の回転ＲＩのいずれかの方向のプロペラ１３８からの推進力ＰＩの変化をもたらし、このような推進力ＰＩは、実質的に反対方向にボートまたは船のトランサムＴを押すかまたは引くことになる。本明細書では、パワーステアリングアセンブリ１６０の１８０度の回転ＲＩは、プロペラ１３８からトランサムＴに直接向かう推進力ＰＩを提供し、このような推進力ＰＩは実質的に逆のＲｅ方向（図２に示されるように前方Ｆの反対の位置）にボートまたは船のトランサムＴを押すかまたは引くことになり、こうして変速機１３０における逆回転（後退ギア）を提供する必要性を排除することが、認識される。
【００５６】
本明細書では、セクション１３として指定された下部ユニットからの３６０の推進力ＰＩを可能にするため、より具体的には３６０度いずれの方向にも船外機１００を操舵するため、駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニットは、セクション１２として指定された中央セクションに対して、および／またはモータ１１０、上部構造ＳＳ、およびトランサムＴに対しておよそ３６０度回転Ｒできることが、認識される。
【００５７】
本明細書では、変速機１３０は、係合／解除クラッチ、２つ以上の前進ギアを備えて構成されたマルチレシオ多段変速機を含んでもよく、単一の前進ギア変速機よりも速い回転速度または毎分回転数（ＲＰＭ）で船外機１００のモータ１１０が（駆動シャフトおよびギアボックスを介して）プロペラ１３８を回転させることを可能にする、後退ギアであってもよいことが、さらに認識される。また、プロペラ１３８の回転およびセクション１３として指定された下部ユニットからの排気ハウジング２５の取り外しの速度が速ければ、図１のより大きい排気構成下部ユニットと比較して、図２に示されるセクション１３として指定された下部ユニットの薄く小さい設計および低静水圧抵抗係数設計が可能になる。
【００５８】
ここで図３、図４，および図５を参照すると、限定ではなく例として、水線ＷＬに対して船外機１００の動作中にプロペラ１３８の上昇および下降の垂直調整を可能にするための、伸縮駆動シャフト３３０、伸縮式駆動シャフトハウジング３００、ギアケースハウジング１３４、およびプロペラ１３８など、往復するセクション１２として指定された中央セクションおよび／またはセクション１３として指定された下部ユニットが示されている。伸縮駆動シャフト３３０および伸縮式駆動シャフトハウジング３００は、伸縮駆動シャフト３３０がその内部を通じて配置された、伸縮式下部ハウジング３１０および上部ハウジング３６０を含む。
【００５９】
再び図３を参照すると、伸縮式駆動シャフトハウジング３００の下部ハウジング３１０は、ギアケースおよびギアケースハウジング１３４（流体力学的効率設計）、プロペラシャフト１３６、プロペラ１３８を含んでもよい。また、ギアケースハウジング１３４は、各々がギアケースハウジング１３４と一体となりそこから延在して互いに重なった、第１下部延長部材３１１、第２下部延長部材３１２、および第３下部延長部材３１３を含んでもよい。
【００６０】
第１下部延長部材３１１は、ギアケースハウジング１３４から一体的に延在してもよい。本明細書では、第１下部延長部材３１１は、ギアケースハウジング１３４よりも直径または断面が狭くてもよいと考えられる。第１下部延長部材３１１は、第１下部延長部材３１１の外表面３１２Ｂ上に形成された下部ハウジング雄スプライン３１２Ａ（上部ハウジング３６０雌スプライン３６２Ａまたはその逆、第１嵌合式スプラインまたはその他いずれか類似の直線摺動式非回転装置と嵌合、適合、インターレース、または制御された直線摺動をするため）を含んでもよい。本明細書では、雄スプライン３１２Ａは、ギアケースハウジング１３４よりも直径または断面が狭くてもよいと考えられる。第１下部延長部材３１１は、第１下部延長部材３１１と一体となりそこから延在する第２下部延長部材３１２を含んでもよい。第１下部延長部材３１１は、第１下部延長部材３１１と第２下部延長部材３１２との間に第１レッジ３１７などの移行面を含んでもよい。第２下部延長部材３１２は、第１下部延長部材３１１よりも直径または断面が狭くてもよいと、さらに考えられる。第２下部延長部材３１２は、第２下部延長部材３１２に取り付けられた制御ピストン３１６と、上部ハウジング３６０に取り付けられて第２下部延長部材３１２に摺動可能に取り付けられ、上部ハウジング３６０内に油圧チャンバ３６４の底部分３６４．１および上部分３６４．２を形成する隔壁３１４と、を含んでもよい。
【００６１】
第３下部延長部材３１３は、ギアケースハウジング１３４を第１下部延長部材３１１と一体的に接続してもよい。第３下部延長部材３１３は、第３下部延長部材３１３と第１下部延長部材３１１との間の第２レッジ３１５などの移行面を含んでもよい。
【００６２】
第２下部延長部材３１２は、ギアケースハウジング１３４へのアクセスを提供するために第１下部延長部材３１１、第２下部延長部材３１２、および第３下部延長部材３１３を取る通路を形成する下部ハウジング導管３２０などの、内側中空内部またはチューブを含んでもよい。下部ハウジング導管３２０は下部ハウジングエンドキャップ３２４を含んでもよく、ここで伸縮式駆動シャフト３３０が第１下部延長部材３１１、第２下部延長部材３１２、および第３下部延長部材３１３の中で最大３６０度回転できるようにするための下部ハウジング軸受３３２など、可動部品間の低摩擦抑制機構であり、伸縮式駆動シャフト３３０は、下部ハウジング導管３２０に接続されて第２下部延長部材３１２よりも小さい半径またはサイズを有する下部ハウジング開口部３２６を通じて延在する。
【００６３】
再び図４を参照すると、伸縮式駆動シャフトハウジング３００の上部ハウジング３６０は、第１上部ハウジングセクション３６１Ａと、第２上部ハウジングセクション３６１Ｂと、第３上部ハウジングセクション３６１Ｃと、第４上部ハウジングセクション３６１Ｄとを有する伸縮駆動シャフトハウジング３６１を含んでもよい。第１上部ハウジングセクション３６１Ａ、第２上部ハウジングセクション３６１Ｂ、第３上部ハウジングセクション３６１Ｃ、および第４上部ハウジングセクション３６１Ｄは、上部ハウジング３６０を通る通路を形成する、上部ハウジング内部チューブ３６６のような、チューブ、中空内部、または通路を含んでもよい。第１上部ハウジング導管３６２は、雄スプライン３１２Ａを有する第２下部延長部材３１２の伸縮を収容および制御するように構成されてもよい。また、第１上部ハウジング導管３６２は、第２下部延長部材３１２の伸縮を収容および制御するために第１上部ハウジング導管３６２の外表面３６２Ｂ上に形成された第２または雌スプライン３６２Ａ（第２下部延長部材３１２第１または雄スプライン３１２Ａまたはその逆と嵌合するためのまたは嵌合可能な）（第２下部延長部材３１２、第１または雄スプライン３１２Ａまたはその逆、第２嵌合式スプラインまたはその他いずれか類似の直線摺動式非回転装置と嵌合、適合、インターレース、または制御された直線摺動をするため）を有する下部ハウジングを含んでもよい。本明細書では、第２雌スプライン３６２Ａは、第３上部ハウジングセクション３６１Ｃよりも直径または断面が狭くてもよいと考えられる。さらに、第２上部ハウジング導管３６３は、第３下部延長部材３１３の伸縮を収容および制御するように構成されてもよい。さらにまた、第２上部ハウジング導管３６３は、第２下部延長部材３１２が第１上部ハウジング導管３６２内に制御された直線移動を有することを可能にし、一体に連結された第３下部延長部材３１３が第２上部ハウジング導管３６３内に制御された直線移動を有することを可能にする、油圧シリンダとして作用する圧縮流体またはガスの挿入（流入）または放出（流出）に適応するための第１アクセスポート３８１および第２アクセスポート３８２など、第２上部ハウジング導管３６３の内部への２つ以上のアクセスポートを含んでもよい。上部ハウジング３６０は、第１上部ハウジングセクション３６１Ａ、第２上部ハウジングセクション３６１Ｂ、またはその間の近傍に配置された、リングギア１６２としてさらに含んでもよい。上部ハウジング３６０は、第１上部ハウジングセクション３６１Ａの近傍に配置された上部ハウジングエンドキャップ３６４から延在する第１上部延長部材３７２を、さらに含んでもよい。第１上部延長部材３７２は、上部ハウジング内部チューブ３６６に接続され、伸縮駆動シャフト３３０内に制御された直線移動を適応させるために第１上部延長部材３７２よりも小さい半径またはサイズを有する、上部ハウジング開口部３７６を含んでもよい。
【００６４】
本明細書では、上部ハウジング３６０の第１上部ハウジング導管３６２の第２または雌スプライン３６２Ａ内で摺動するための下部ハウジング３１０の第２下部延長部材３１２の第１または雄スプライン３１２Ａの制御された直線移動は、上部ハウジング３６０の下端３６５が下部ハウジング３１０の第１レッジ３１５に接触するかまたは第３下部延長部材３１３に取り付けられた制御ピストン３１６が第２上部ハウジング導管３６３の上端３７４などに接触したときには、崩壊し、引き込まれ、または上昇したプロペラ限界を有し、第１直線部材３１８に取り付けられた制御ピストン３１６が第２上部ハウジング導管３６３の隔壁３１４または下端３６７などに接触したときには、伸長し、引き出され、または低下したプロペラ限界を有すると、さらに考えられる。
【００６５】
本明細書では、下部ハウジング３１０および上部ハウジング３６０は、どちらがどちらの中で摺動するか、およびどちらが雄または雌の直線摺動手段であるかについて交換可能であってもよいと、さらに考えられる。
【００６６】
再び図５を参照すると、伸縮式駆動シャフトハウジング３００の伸縮駆動シャフト３３０は、雌シャフトまたは第１シャフトセクション３３３および雄または第２シャフトセクション３４３を含んでもよい。第１シャフトセクション３３３は、第１雌シャフト端３３１の近傍から第２雌シャフト端３３２まで第１シャフトセクション３３３内に形成されて通路を形成する、第１シャフト内部チューブ３３６などの中空内部を含んでもよい。第２シャフトセクション３４３は、第１雄シャフト端３４１および第２雄シャフト端３４２を含んでもよい。また、第１雌シャフト端３３１は、第２シャフトセクション３４３内に制御された直線移動を適応させるために第１シャフト内部チューブ３３６に接続された第１雌シャフト開口部３３４を含んでもよい。
【００６７】
第１雄スプライン３１２Ａを有する第２下部延長部材３１２の伸縮を収容および制御するように構成された第２雌スプライン３６２Ａを有する第１上部ハウジング導管３６２と同様に、第１シャフトセクション３３３の第１シャフト内部チューブ３３６は、第１シャフトセクション３３３からの第２シャフトセクション３４３の伸縮を収容および制御するために第２シャフトセクション３４３の外表面３４４上に形成された、第４または雌スプライン３３６Ａ（［（上部ハウジング３６０第２または雌スプライン３６２Ａと嵌合／嵌合可能なまたはインターレースまたは制御された直線摺動をするための）下部ハウジング第１雄スプライン３１２Ａと類似の］第３または雄スプライン３４１Ａまたはその逆、またはその他いずれか類似の直線摺動式非回転装置を有する第２シャフトセクション３４３と嵌合、適合、インターレース、または制御された直線摺動をするため）を有するシャフトチューブを含んでもよい。本明細書では、第２シャフトセクション３４３は、第１シャフトセクション３３３よりも直径または断面が狭くてもよいと考えられる。本明細書では、雄スプライン３１２Ａは、第３上部ハウジングセクション３６１Ｃよりも直径または断面が狭くてもよいと、さらに考えられる。
【００６８】
伸縮駆動シャフト３３０を自由に回転させることを可能にするため、伸縮駆動シャフト３３０は、伸縮式駆動シャフト３３０が下部ハウジング３１０内で最大３６０度回転できるようにするために、第１シャフトセクション３３３の第２雌シャフト端３３２に近接して回転可能に取り付けられて下部ハウジング３１０に取り付けられた第１下部ハウジング軸受３５２と、第１シャフトセクション３３３の第１雌シャフト端３３１に近接して回転可能に取り付けられて下部ハウジング３１０に取り付けられた第２下部ハウジング軸受３２２など、可動部品間の１つ以上の低摩擦抑制機構を含んでもよい。また、伸縮駆動シャフト３３０は、伸縮式駆動シャフト３３０が上部ハウジング３６０内で最大３６０度回転できるようにするために、第１シャフトセクション３３３の第１雌シャフト開口部３３４に近接して回転可能に取り付けられて上部ハウジング３６０に取り付けられた第１上部ハウジング軸受３５４と、第２シャフトセクション３４３の第２雄シャフト端３４２に近接して回転可能に取り付けられて第１上部延長部材３７２または第１上部ハウジングセクション３６１Ａに近接した上部ハウジング３６０に取り付けられた第２上部ハウジング軸受３５６と、を含んでもよい。
【００６９】
第２シャフトセクション３４３は、上部ハウジング３６０の第１上部ハウジング導管３６２内で直線的に伸長および後退（伸縮）する下部ハウジング３１０の第２下部延長部材３１２の中でこれに囲まれた伸縮駆動シャフト３３０を自由に回転させながら、第１シャフトセクション３３３内で直線的に伸長および後退（図示せず）伸縮）してもよいことが、さらに考えられる。
【００７０】
本明細書では、直線的に伸長および後退する下部ハウジング３１０の第２下部延長部材３１２の中でこれに囲まれた伸縮駆動シャフト３３０は、エンジン制御ユニット１１２に位置フィードバックを提供するための上限スイッチ３１７Ａおよび下限３１５Ａスイッチを含んでもよいことが、さらに考えられる。
【００７１】
本明細書では、第２シャフトセクション３４３の第２雄シャフト端３４２は変速機１３０またはモータ１１０および他端に固定されるかまたは機械的に接続されてもよく、第１シャフトセクション３３３の第１雌シャフト端３３１はギアケースハウジング１３４に固定されるかまたは機械的に接続されてもよく、これはプロペラシャフト１３６、プロペラ１３８と機械的に接続されており、伸縮駆動シャフト３３０として３６０度回転して水線ＷＬに対して上昇および下降するように構成されていることが、認識される。
【００７２】
本明細書では、伸縮駆動シャフト３３０および伸縮式駆動シャフトハウジング３００は、ギアケースハウジング１３４の伸縮式深度調整（水線ＷＬに対して上昇および下降するため）を提供してもよく、これはプロペラシャフト１３６、およびプロペラ１３８と機械的に接続されていることが、認識される。また、伸縮駆動シャフト３３０および伸縮式駆動シャフトハウジング３００はいずれの従来型構造であってもよく、たとえばこれは、スクエアチューブまたはその他の嵌合可能なリンク機構など、伸縮自在に回転可能に接続され、および／または伸長可能で縮小可能なセクションから構築されてもよい。
【００７３】
ここで図２、図５、および図６を参照すると、限定ではなく例として、たとえば加圧油圧流体ＨＦが油圧チャンバ３６４に接続された第１油圧流体ポート３８１に侵入して油圧チャンバ３６４に接続された第２油圧流体ポート３８２から出る船外機１００など、例示的実施形態の低速船外船用モータが示されている。加圧油圧流体のこのような流れは、第３下部延長部材３１３に取り付けられた制御ピストン３１６の上面３１６Ｔに対する加圧力を発生させて、ボートまたは船のトランサムＴを押すまたは引くための低速（トローリング）操作性のため、制御ピストン３１６および第３下部延長部材３１３および一体に接続されたギアケースハウジング１３４およびプロペラ１３８を水線ＷＬより下に没水した位置まで押す。本明細書では、セクション１３として指定された下部ユニット、ギアケースハウジング１３４、およびプロペラ１３８は、ボートの低速推力および／または滑走を最大化するために、微調整の任意のインクリメントまで水線ＷＬの下で下方に調整され得ると考えられる。低速動作中、セクション１３として指定された下部ユニットは、水線ＷＬの下に没水した位置まで伸長または下降させられ、最高およそ２０〜２５ＭＰＨ、または半没水型プロペラ１３８ボートまたは船を平面上に配置することが可能な０〜２，０００ＲＰＭのプロペラシャフト１３６回転速度での速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）で重負荷のボートまたは船を推進するための深度で効率的に作業する（十分なトルクを提供する）ために、多段変速機１３０は低速ギアで動作することができる。また、最大３６０度回転できる下部ハウジング３１０の能力により、半没水型プロペラ１３８はボートまたは船の操舵制御を提供することができる。
【００７４】
本明細書では、伸縮駆動シャフト３３０および伸縮式駆動シャフトハウジング３００は伸縮式下部ハウジング３１０を含み、伸縮駆動シャフト３３０がその内部を通じて配置された上部ハウジング３６０は、制御ピストン３１６の底面３１６Ｂが前記下部ハウジング３１０の隔壁３１４または第２上部ハウジング導管３６３上部ハウジング３６０と接触する低下限界を含んでもよいことが、考えられる。
【００７５】
ここで図２、図５、および図７を参照すると、限定ではなく例として、たとえば加圧油圧流体ＨＦが、油圧チャンバ３６４に接続された第２油圧流体ポート３８２に侵入して油圧チャンバ３６４に接続された第１油圧流体ポート３８１から出る船外機１００など、例示的実施形態の低速船外船用モータが示されている。加圧油圧流体のこのような流れは、第３下部延長部材３１３に取り付けられた制御ピストン３１６の底面３１６Ｂに対する加圧力を発生させて、ボートまたは船のトランサムＴを押すまたは引くための高速操作性のため、制御ピストン３１６および第３下部延長部材３１３および一体に接続されたギアケースハウジング１３４およびプロペラ１３８をプロペラシャフト１３６が水線ＷＬの近傍に配置された位置まで押す。本明細書では、セクション１３として指定された下部ユニット、ギアケースハウジング１３４、およびプロペラ１３８は、ボートＢの高速推力および／または滑走を最大化するために、微調整の任意のインクリメントまで水線ＷＬに向かってまたは部分的にそれより上で上方に調整され得ると考えられる。高速動作中、セクション１３として指定された下部ユニットは、プロペラシャフト１３６が水線ＷＬの近傍に配置された位置まで後退または上昇し、半没水型プロペラ１３８が効率的に作業する（十分なトルクを提供する）ために多段変速機１３０は高速ギアで動作することができ、ここで最高３０ＭＰＨ超、または速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）で重負荷のボートまたは船を推進するため、もしくは図７に示されるような半没水プロペラ位置へのプロペラ１３８深度調整ＤＡをさらに速い２，０００〜８，０００ＲＰＭのプロペラシャフト１３６速度で開始するために半没水（プロペラ１３８が実際に表面、水線ＷＬを破る）であり、船外機１００はさらに高速でボートまたは船を効率的に推進することができる。また、ギアケースハウジング１３４およびプロペラ１３８など、セクション１３として指定された下部ユニットを数インチ後退させることにより、水中でセクション１３として指定された下部ユニットを引く静水圧抵抗係数を減少させる（小さい方が水中で引くことができる）。
【００７６】
本明細書では、伸縮駆動シャフト３３０および伸縮式駆動シャフトハウジング３００は伸縮式下部ハウジング３１０および上部ハウジング３６０を含み、その内部を通じて配置された伸縮駆動シャフト３３０は、前記下部ハウジング３１０の第１レッジ３１５が上部ハウジング３６０の下端３６５と接触する上昇限界を含んでもよいことが、考えられる。
【００７７】
ここで図２および図８を参照すると、限定ではなく例として、パワーステアリングアセンブリ１６０、駆動モータ１６４の回転がピニオンギア１６６を回転させ、これがリングギア１６２を回転させ、これが駆動シャフトハウジング１３２および／またはセクション１３として指定された下部ユニット、特にプロペラ１３８を回転ＲＩさせる、船外機１００など、例示的実施形態の低速船外船用モータが示されている。また、駆動モータ１６４の回転は、機械的に結合したセクション１３として指定された下部ユニットの操舵回転、特にプロペラ１３８およびその周りの３６０度の回転ＲＩのいずれかの方向のプロペラ１３８からの推進力ＰＩの変化をもたらし、このような推進力ＰＩは、実質的に反対方向（逆方向）にボートまたは船のトランサムＴを押すかまたは引くことになる。本明細書では、パワーステアリングアセンブリ１６０の１８０度の回転ＲＩは、プロペラ１３８からトランサムＴに直接向かう推進力ＰＩを提供し、このような推進力ＰＩは実質的に逆のＲｅ方向（図２に示されるように前方Ｆの反対の位置）にボートまたは船のトランサムＴを押すかまたは引くことになり、こうして変速機１３０における逆回転（後退ギア）を提供する必要性を排除することが、認識される。
【００７８】
ここで図９を参照すると、限定ではなく例として、ボートまたは船の全体的な安定性を促進する低くて広いプロファイルのモータ１１０を備えて構成された船外機１００など、例示的実施形態の船外船用モータが示されている。さらに、広い船外機１００プロファイルは、トランサムＴのより広いセクションにわたってモータ重量およびトルクを拡散し、ボートまたは船の全体的な安定性を促進する。さらにまた、小さいプロファイルの「レーシングスタイル」下部ハウジング３１０またはセクション１３として指定された下部ユニットは、静水圧抵抗を低減して船外機１００の燃料効率を促進する。
【００７９】
ここで図１０を参照すると、低速（トローリング）、中速、および高速での効率的な動作のために多段変速機と、深度調整可能なセクション１２として指定された中央セクションおよび／またはセクション１３として指定された下部ユニットとを有する船外機１００の使用方法のフロー図１０００が示されている。ブロックまたはステップ１０１０において、プロペラ１３８および／またはセクション１２として指定された中央セクションおよび／またはセクション１３として指定された下部ユニットの深度調整ＤＡを提供するように構成された、多段変速機１３０、伸縮駆動シャフト３３０、伸縮式駆動シャフトハウジング３００、ギアケースハウジング１３４、およびプロペラ１３８を有する船外機１００を提供する。ブロックまたはステップ１０１５において、水線ＷＬの下に没水したプロペラ１３８位置を有する船外機１００を動作し、多段変速機１３０は低速ギアで動作し、半没水型プロペラ１３８は、最高およそ２０〜２５ＭＰＨまたはボートまたは船を平面上に配置することが可能な０〜２，０００ＲＰＭのプロペラシャフト１３６回転速度での設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）で重負荷のボートまたは船を推進するための深度で効率的に作業する（十分なトルクを提供する）。ブロックまたはステップ１０２０において、エンジン制御ユニット１１２を介して船外機１００を検知する。ブロックまたはステップ１０２５において、動作している船外機の１００速度がおよそ２０ＭＰＨまたは速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）よりも速いか否かを判断する。ブロックまたはステップ１０３０において、船外機１００速度がおよそ２０ＭＰＨまたは速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）よりも速い場合に、図７に示されるような水線ＷＬに近接または半没水のプロペラ位置への高速プロペラシャフト１３６位置深度調整ＤＡを開始する。ブロックまたはステップ１０３５において、２，０００〜８０００ＲＰＭ以上の速いプロペラシャフト１３６回転速度を実現するために、多段変速機１３０をシフトさせる。ブロックまたはステップ１０４０において、動作している船外機１００速度がおよそ２０ＭＰＨまたは速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）よりも遅いか否かを判断する。ブロックまたはステップ１０４５において、船外機１００速度がおよそ２０ＭＰＨまたは速度設定点（またはエンジン制御ユニット１１２、ボート速度設定点でプログラムまたは事前設定された所定の速度）よりも遅い場合に、図２に示されるような没水プロペラ位置への低速プロペラシャフト１３６位置深度調整ＤＡを開始する。ブロックまたはステップ１０５０において、０〜２，０００ＲＰＭの低プロペラシャフト１３６回転速度を実現するために、多段変速機１３０を低速ギアにシフトさせる。ステップ１０２５に戻る。ブロックまたはステップ１０５５において、マニュアルオーバーライド１０５５で動作することを選択する。マニュアルオーバーライド１０５５は、０〜２，０００ＲＰＭの低プロペラシャフト１３６回転速度を実現するために多段変速機１３０を低速ギアにシフトさせ、図７に示されるような水線ＷＬに近接または半没水のプロペラ位置への高速プロペラシャフト１３６位置深度調整ＤＡを開始することを含む、トローリングまたは浅瀬モードで船外機１００を動作させることを含んでもよい。
【００８０】
上記の説明および図面は、本開示の説明的実施形態を備える。例示的実施形態をこのように記載してきたが、当業者であれば、開示内容は例示的なものにすぎず、本開示の範囲内で他の様々な代替形態、適合形態、および修正形態が可能であることに留意すべきである。単に特定の順序で方法のステップを列挙または番号付けすることは、その方法のステップの順序に対するいかなる制限も構成しない。上記説明および関連する図面に示される教示の恩典を有する、本開示が関連する本開示の多くの修正形態およびその他の実施形態が、当業者によって想起されるだろう。本明細書では特定の用語が採用され得るが、これらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定の目的では使用されない。また、本開示は詳細に説明されてきたが、添付請求項によって定義された本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換え、および修正がなされ得ることは、理解されるべきである。したがって、本開示は、本明細書に示された特定の実施形態に限定されるものではなく、以下の請求項によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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